JP2016013642A - Composition for three-dimensional molding, method for manufacturing three-dimensional molded article, and three-dimensional molded article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三次元造形用組成物、三次元造形物の製造方法および三次元造形物に関する。 The present invention relates to a composition for three-dimensional modeling, a method for manufacturing a three-dimensional model, and a three-dimensional model.
粉体を結合液で固めながら、三次元物体を造形する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、次のような操作を繰り返すことによって三次元物体を造形する。まず、粒体と水系溶媒と水溶性ポリマーとを含む造形用スラリーを均一な厚さで薄く敷き詰めて層を形成し、この層の所望部分に結着液(結合液)を吐出することによって粒体同士を結合させる。この結果、層の中で、結合液が吐出された部分だけが結合して、薄い板状の部材(以下、「断面部材」という)が形成される。その後、その層の上にさらに層を薄く形成し、所望部分に結着液を吐出する。その結果、新たに形成された層の結合液が吐出された部分にも、新たな断面部材が形成される。このとき、粉体層上に吐出した結合液が染み込んで、先に形成された断面部材に到達するので、新たに形成された断面部材は先に形成された断面部材にも結合される。このような操作を繰り返して、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層することによって、三次元物体を造形することができる。 A technique for modeling a three-dimensional object while solidifying powder with a binding liquid is known (see, for example, Patent Document 1). In this technique, a three-dimensional object is formed by repeating the following operations. First, a molding slurry containing particles, an aqueous solvent, and a water-soluble polymer is thinly spread with a uniform thickness to form a layer, and a binder solution (binding solution) is discharged onto a desired portion of the layer to form a particle. Join bodies together. As a result, only the portion of the layer from which the binding liquid has been discharged is bonded to form a thin plate-like member (hereinafter referred to as “cross-sectional member”). Thereafter, the layer is further thinned on the layer, and the binding liquid is discharged to a desired portion. As a result, a new cross-sectional member is also formed at the portion of the newly formed layer where the binding liquid has been discharged. At this time, since the binding liquid discharged onto the powder layer soaks and reaches the previously formed cross-sectional member, the newly formed cross-sectional member is also bonded to the previously formed cross-sectional member. By repeating such operations and laminating thin plate-like cross-sectional members one by one, a three-dimensional object can be formed.
このような三次元造形技術は、造形しようとする物体の三次元形状データさえあれば、粉体を結合させて直ちに造形可能であり、造形に先立って金型を作成するなどの必要がないので、迅速にしかも安価に三次元物体を造形することが可能である。また、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層して造形するので、例えば内部構造を有する複雑な物体であっても、複数の部品に分けることなく一体の造形物として形成することが可能である。 With such 3D modeling technology, as long as there is 3D shape data of the object to be modeled, it is possible to immediately model by combining powder, and there is no need to create a mold prior to modeling. It is possible to form a three-dimensional object quickly and inexpensively. In addition, since thin plate-like cross-sectional members are layered one by one and shaped, for example, even a complex object having an internal structure can be formed as an integrated shaped object without being divided into a plurality of parts. .
しかしながら、従来においては、形成した層(下層)の上にさらに造形用スラリーを供給して層(上層)を積層する際に、造形用スラリー中に含まれる水系溶媒によって下層の粒体を結合していた水溶性ポリマーが溶けてしまい、下層の形状が変形してしまう問題があった。このため、十分な寸法精度で三次元造形物を製造することができなかった。 However, conventionally, when the modeling slurry is further supplied onto the formed layer (lower layer) and the layer (upper layer) is laminated, the lower layer particles are bound by the aqueous solvent contained in the modeling slurry. There was a problem that the water-soluble polymer that had been melted melted and the shape of the lower layer was deformed. For this reason, it was not possible to produce a three-dimensional structure with sufficient dimensional accuracy.
本発明の目的は、高い寸法精度で三次元造形物を製造することができる三次元造形用組成物および三次元造形物の製造方法を提供すること、および、高い寸法精度で製造された三次元造形物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a composition for three-dimensional modeling that can produce a three-dimensional structure with high dimensional accuracy, and a method for producing the three-dimensional structure, and three-dimensional manufactured with high dimensional accuracy. It is to provide a model.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形用組成物は、粒子と、
結着樹脂と、
水系溶媒と、を含み、
前記結着樹脂が、官能基としてカルボン酸アンモニウム塩を有することを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The composition for three-dimensional modeling of the present invention includes particles,
A binder resin,
An aqueous solvent,
The binder resin has a carboxylic acid ammonium salt as a functional group.
これにより、高い寸法精度で三次元造形物を製造することができる三次元造形用組成物を提供することができる。 Thereby, the composition for three-dimensional modeling which can manufacture a three-dimensional molded item with high dimensional accuracy can be provided.
本発明の三次元造形物の製造方法は、層を積層することにより、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
粒子と、結着樹脂と、水系溶媒と、を含む三次元造形用組成物を用いて前記層を形成する層形成工程と、
前記層を加熱することにより前記層から前記水系溶媒を除去する乾燥工程と、
前記層に、結合剤を含む結合液を吐出する吐出工程と、を有し、
前記結着樹脂が、官能基としてカルボン酸アンモニウム塩を有することを特徴とする。
The method for producing a three-dimensional structure of the present invention is a method for producing a three-dimensional structure by producing a three-dimensional structure by laminating layers,
A layer forming step of forming the layer using a three-dimensional modeling composition containing particles, a binder resin, and an aqueous solvent;
A drying step of removing the aqueous solvent from the layer by heating the layer;
A discharge step of discharging a binding liquid containing a binder to the layer;
The binder resin has a carboxylic acid ammonium salt as a functional group.
これにより、高い寸法精度で三次元造形物を製造することができる三次元造形物の製造方法を提供することができる。 Thereby, the manufacturing method of the three-dimensional structure which can manufacture a three-dimensional structure with high dimensional accuracy can be provided.
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記乾燥工程において、前記層が前記結着樹脂のガラス転移温度以上となるように加熱することが好ましい。 In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, in the drying step, it is preferable that the layer is heated so as to be equal to or higher than the glass transition temperature of the binder resin.
これにより、水系溶媒およびアンモニアをより確実に除去するとともに、粒子同士をより強固に結合することができる。 Thereby, while removing an aqueous solvent and ammonia more reliably, particle | grains can be couple | bonded more firmly.
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記層形成工程、前記乾燥工程および前記吐出工程を繰り返し行った後、前記結合剤で結合していない前記粒子を除去する除去工程を有し、
前記除去工程において用いる除去液のpHが9以上であることが好ましい。
これにより、結合剤で結合していない粒子をより容易に除去することができる。
In the method for producing a three-dimensional structure according to the present invention, after repeatedly performing the layer forming step, the drying step, and the discharging step, a removal step of removing the particles that are not bound by the binder,
It is preferable that pH of the removal liquid used in the removal step is 9 or more.
Thereby, the particle | grains which are not couple | bonded with a binder can be removed more easily.
本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、高い寸法精度で製造された三次元造形物を提供することができる。
The three-dimensional structure of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention.
Thereby, the three-dimensional structure manufactured with high dimensional accuracy can be provided.
以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1.三次元造形物の製造方法
まず、本発明の三次元造形物の製造方法について説明する。
1. First, a method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention will be described.
図1、図2は、本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を示す模式図である。 FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views showing each step in a preferred embodiment of the method for producing a three-dimensional structure of the present invention.
図1、図2に示すように、本実施形態の製造方法は、粒子と結着樹脂と水系溶媒とを含む三次元造形用組成物1’を用いて、層1を形成する層形成工程(1a、1d)と、層1を加熱乾燥する乾燥工程(1a、1d)と、インクジェット法により、層1に対し、結合剤を含む結合液2を付与する吐出工程(1b、1e)と、層1に付与された結合液2中に含まれる結合剤を硬化させる硬化工程(1c、1f)とを有し、これらの工程を順次繰り返し行い、さらに、その後に、各層1を構成する粒子のうち、結合剤により結合していないものを除去する未結合粒子除去工程(1h)を有している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the manufacturing method of the present embodiment is a layer forming step for forming a layer 1 using a three-dimensional structure forming composition 1 ′ containing particles, a binder resin, and an aqueous solvent ( 1a, 1d), a drying step (1a, 1d) for heating and drying the layer 1, a discharge step (1b, 1e) for applying a
<層形成工程>
まず、支持体(ステージ)9上に、粒子と結着樹脂と水系溶媒とを含む三次元造形用組成物1’を用いて、層1を形成する(1a)。
<Layer formation process>
First, a layer 1 is formed on a support (stage) 9 using a three-dimensional structure forming composition 1 ′ containing particles, a binder resin, and an aqueous solvent (1a).
支持体9は、表面(三次元造形用組成物1’が付与される部位)が平坦なものである。これにより、厚さの均一性の高い層1を容易かつ確実に形成することができる。
The
支持体9は、高強度の材料で構成されたものであるのが好ましい。支持体9の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属材料等が挙げられる。
The
また、支持体9の表面(三次元造形用組成物1’が付与される部位)には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、三次元造形用組成物1’の構成材料や結合液2の構成材料が支持体9に付着してしまうことをより効果的に防止したり、支持体9の耐久性を特に優れたものとし、三次元造形物100のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。支持体9の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。
Further, the surface of the support 9 (part to which the three-dimensional modeling composition 1 ′ is applied) may be subjected to a surface treatment. Thereby, for example, the constituent material of the composition for three-dimensional modeling 1 ′ and the constituent material of the
三次元造形用組成物1’は、粒子と結着樹脂と水系溶媒とを含むものである。
結着樹脂を含むことにより、粒子同士を結合(仮固定)し、粒子の不本意な飛散等を効果的に防止することができる。これにより、作業者の安全や、製造される三次元造形物100の寸法精度の向上を図ることができる。
The three-dimensional modeling composition 1 ′ includes particles, a binder resin, and an aqueous solvent.
By including the binder resin, the particles can be bonded (temporarily fixed), and unwanted scattering of the particles can be effectively prevented. Thereby, the safety | security of an operator and the improvement of the dimensional accuracy of the three-
特に、本発明では、結着樹脂が官能基としてカルボン酸アンモニウム塩を有する点に特徴を有している。 In particular, the present invention is characterized in that the binder resin has a carboxylate ammonium salt as a functional group.
通常、官能基としてカルボン酸アンモニウム塩を有する結着樹脂(R−(COONH4)m)は、R−(COO−)m+mNH4 +のように解離して水系溶媒中に溶解している。これに対して、後に詳述する乾燥工程において加熱乾燥して、水系溶媒とアンモニアが除去されると、結着樹脂はR−(COOH)mとなり、水系溶媒(中性の液体)に対して難溶となる。 Usually, the binder resin (R- (COONH 4 ) m ) having a carboxylate ammonium salt as a functional group is dissociated and dissolved in an aqueous solvent as R- (COO − ) m + mNH 4 + . On the other hand, when the aqueous solvent and ammonia are removed by heating and drying in the drying step described in detail later, the binder resin becomes R- (COOH) m , and the aqueous resin (neutral liquid) Difficult to dissolve.
このため、n番目の層を形成する場合において、n−1番目の層上に三次元造形用組成物を付与した際に、三次元造形用組成物中に含まれる水系溶媒によってn−1番目の層の粒子間を結合していた結着樹脂が溶け出してしまうのを防止することができる。その結果、高い寸法精度で三次元造形物を製造することができる。 For this reason, in the case of forming the nth layer, when the three-dimensional modeling composition is applied on the n-1th layer, the n-1th layer is added by the aqueous solvent contained in the three-dimensional modeling composition. It is possible to prevent the binder resin that has bonded between the particles in the layer from being melted. As a result, a three-dimensional structure can be manufactured with high dimensional accuracy.
本工程は、例えば、スキージー法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スピンコート法等の方法を用いることにより行うことができる。 This step can be performed, for example, by using a method such as a squeegee method, a screen printing method, a doctor blade method, or a spin coating method.
本工程で形成される層1の厚さは、特に限定されないが、10μm以上100μm以下であるのが好ましく、10μm以上50μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物100の生産性を十分に優れたものとしつつ、製造される三次元造形物100における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物100の寸法精度を特に優れたものとすることができる。
The thickness of the layer 1 formed in this step is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 50 μm or less. Thereby, while making the productivity of the three-
<乾燥工程>
本工程では、三次元造形用組成物1’を用いて形成した層1を加熱乾燥し、層1から水系溶媒を除去する。なお、本工程においては、水系溶媒の除去とともに、結着樹脂からアンモニアが除去される。
<Drying process>
In this step, the layer 1 formed using the three-dimensional modeling composition 1 ′ is dried by heating, and the aqueous solvent is removed from the layer 1. In this step, ammonia is removed from the binder resin along with the removal of the aqueous solvent.
乾燥工程における加熱温度は、結着樹脂のガラス転移温度以上であるのが好ましい。これにより、乾燥工程において、水系溶媒とアンモニアをより確実に除去することができるとともに、粒子同士をより確実に仮固定することができる。 The heating temperature in the drying step is preferably equal to or higher than the glass transition temperature of the binder resin. Thereby, in a drying process, while being able to remove an aqueous solvent and ammonia more reliably, particle | grains can be temporarily fixed more reliably.
乾燥工程における加熱温度は、具体的には、30℃以上140℃以下であるのが好ましく、40℃以上120℃以下であるのがより好ましい。これにより、水系溶媒とアンモニアをより確実に除去することができる。 Specifically, the heating temperature in the drying step is preferably 30 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, and more preferably 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. Thereby, an aqueous solvent and ammonia can be removed more reliably.
<吐出工程>
その後、インクジェット法により、層1に対し、結合剤を含む結合液2を吐出する(1b)。
<Discharge process>
Thereafter, a binding
本工程では、層1のうち三次元造形物100の実部(実体のある部位)に対応する部位にのみ、選択的に結合液2を付与する。
In this step, the binding
本工程では、インクジェット法により結合液2を付与するため、結合液2の付与パターンが微細な形状のものであっても再現性よく結合液2を付与することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物100の寸法精度を特に高いものとすることができる。
なお、結合液2については、後に詳述する。
In this step, since the binding
The binding
<硬化工程>
次に、層1に付与された結合剤を硬化させ、硬化部3を形成する(1c)。これにより、粒子同士の結合強度を特に優れたものとすることができ、その結果、最終的に得られる三次元造形物100の機械的強度や耐水性を特に優れたものとすることができる。
<Curing process>
Next, the binder applied to the layer 1 is cured to form the cured part 3 (1c). Thereby, the bond strength between particles can be made particularly excellent, and as a result, the mechanical strength and water resistance of the finally obtained three-
本工程は、硬化成分(結合剤)の種類により異なるが、例えば、硬化成分(結合剤)が熱硬化性の場合、加熱により行うことができ、硬化成分(結合剤)が光硬化性の場合、対応する光の照射により行うことができる(例えば、硬化成分が紫外線硬化性の場合は紫外線の照射により行うことができる)。 This step varies depending on the type of the curing component (binder). For example, when the curing component (binder) is thermosetting, it can be performed by heating, and when the curing component (binder) is photocurable. , Can be performed by irradiation with the corresponding light (for example, when the curing component is ultraviolet curable, it can be performed by irradiation with ultraviolet light).
なお、吐出工程と硬化工程とは、同時進行的に行ってもよい。すなわち、1つの層1全体のパターン全体が形成される前に、結合液2が付与された部位から順次硬化反応を進行させるものであってもよい。
The discharge process and the curing process may be performed simultaneously. That is, before the entire pattern of one layer 1 is formed, the curing reaction may be sequentially advanced from the portion to which the
その後、前記の一連の工程を繰り返し行う(1d、1e、1f参照)。これにより、前記各層1のうち、結合液2が付与された部位の粒子が結合した状態となり、このような状態の層1が複数積層された積層体としての三次元造形物100が得られる(1g参照)。
Thereafter, the series of steps described above is repeated (see 1d, 1e, and 1f). Thereby, the particle | grains of the site | part to which the coupling | bonding liquid 2 was provided will be in the state couple | bonded among each said layer 1, and the three-
また、2回目以降の吐出工程(1d参照)で層1に付与された結合液2は、当該層1を構成する粒子同士の結合に利用されるとともに、付与された結合液2の一部は、それよりも下の層1に接触し密着する。このため、結合液2は、各層1内での粒子同士を結合だけでなく、隣接する層間での粒子同士の結合にも利用される。その結果、最終的に得られる三次元造形物100は、全体としての機械的強度に優れたものとなる。
In addition, the binding
<未結合粒子除去工程>
そして、前記のような一連の工程を繰り返し行った後に、後処理工程として、各層1を構成する粒子のうち、結合剤により結合していないもの(未結合粒子)を除去する未結合粒子除去工程(1h)を行う。これにより、三次元造形物100が取り出される。
<Unbound particle removal step>
Then, after repeating the series of steps as described above, as a post-treatment step, among the particles constituting each layer 1, unbound particle removal step of removing particles not bound by the binder (unbound particles) (1h) is performed. Thereby, the three-
本工程の具体的な方法としては、例えば、刷毛等で未結合粒子を払い除ける方法、未結合粒子を吸引により除去する方法、空気等の気体を吹き付ける方法、水等の液体を付与する方法(例えば、液体中に前記のようにして得られた積層体を浸漬する方法、液体を吹き付ける方法等)、超音波振動等の振動を付与する方法等が挙げられる。また、これらから選択される2種以上の方法を組み合わせて行うことができる。 As a specific method of this step, for example, a method of removing unbound particles with a brush, a method of removing unbound particles by suction, a method of blowing a gas such as air, a method of applying a liquid such as water ( Examples thereof include a method of immersing the laminate obtained as described above in a liquid, a method of spraying a liquid, and a method of applying vibration such as ultrasonic vibration. Moreover, it can carry out combining 2 or more types of methods selected from these.
特に、未結合粒子の除去は、pHが9以上の除去液を用いて行うのが好ましい。未結合粒子の間に介在する結着樹脂は、上述したようにR(−COOH)mとなっているため、水等の中性の液体には溶解し難いものとなっている。そこで、pHが9以上の除去液を用いることで、結着樹脂を溶解させることができ、未結合粒子を容易に除去することができる。 In particular, the removal of unbound particles is preferably performed using a removal solution having a pH of 9 or more. Since the binder resin interposed between the unbound particles is R (—COOH) m as described above, it is difficult to dissolve in a neutral liquid such as water. Therefore, by using a removal liquid having a pH of 9 or more, the binder resin can be dissolved and unbound particles can be easily removed.
2.三次元造形用組成物
次に、三次元造形用組成物1’について詳細に説明する。
2. Next, the three-dimensional modeling composition 1 ′ will be described in detail.
三次元造形用組成物1’は、複数の粒子と、結着樹脂と、水系溶媒とを含むものである。 The three-dimensional modeling composition 1 ′ includes a plurality of particles, a binder resin, and an aqueous solvent.
以下、各成分について詳細に説明する。
≪粒子≫
三次元造形用組成物1’は、粒子を含んでいる。
Hereinafter, each component will be described in detail.
<Particle>
The three-dimensional structure forming composition 1 ′ contains particles.
粒子の構成材料としては、例えば、無機材料や有機材料、これらの複合体等が挙げられる。 Examples of the constituent material of the particles include inorganic materials, organic materials, and composites thereof.
粒子を構成する無機材料としては、例えば、各種金属や金属化合物等が挙げられる。金属化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物;窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ等の各種金属窒化物;炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物;硫化亜鉛等の各種金属硫化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩;硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩;ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩;リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩;ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化物等が挙げられる。 Examples of the inorganic material constituting the particles include various metals and metal compounds. Examples of the metal compound include various metal oxides such as silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide, zircon oxide, tin oxide, magnesium oxide, and potassium titanate; various kinds such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and calcium hydroxide. Metal hydroxides; various metal nitrides such as silicon nitride, titanium nitride and aluminum nitride; various metal carbides such as silicon carbide and titanium carbide; various metal sulfides such as zinc sulfide; various metals such as calcium carbonate and magnesium carbonate Carbonates; sulfates of various metals such as calcium sulfate and magnesium sulfate; silicates of various metals such as calcium silicate and magnesium silicate; phosphates of various metals such as calcium phosphate; aluminum borate, magnesium borate, etc. And various metal borates and composites thereof.
また、粒子を構成する有機材料としては、例えば、合成樹脂、天然高分子等が挙げられ、より具体的には、ポリエチレン樹脂;ポリプロピレン;ポリエチレンオキサイド;ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミン;ポリスチレン;ポリウレタン;ポリウレア;ポリエステル;シリコーン樹脂;アクリルシリコーン樹脂;ポリメタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステルを構成モノマーとする重合体;メタクリル酸メチルクロスポリマー等の(メタ)アクリル酸エステルを構成モノマーとするクロスポリマー(エチレンアクリル酸共重合樹脂等);ナイロン12、ナイロン6、共重合ナイロン等のポリアミド樹脂;ポリイミド;カルボキシメチルセルロールス;ゼラチン;デンプン;キチン;キトサン、ポリカーボネート等が挙げられる。 Moreover, as an organic material which comprises particle | grains, a synthetic resin, natural polymer, etc. are mentioned, for example, More specifically, polyethylene resin; Polypropylene; Polyethylene oxide; Polypropylene oxide, Polyethyleneimine; Polystyrene; Polyurethane; Polyurea; Polyester; Silicone resin; Acrylic silicone resin; Polymer having (meth) acrylic acid ester such as polymethyl methacrylate as a constituent monomer; Cross polymer having (meth) acrylic acid ester as a constituent monomer such as methyl methacrylate crosspolymer ( Polyethylene resin such as nylon 12, nylon 6, copolymer nylon, etc .; polyimide; carboxymethylcellulose; gelatin; starch; chitin; chitosan, polycarbonate, etc. It is below.
上述した中でも、粒子は、無機材料で構成されたものであるのが好ましく、金属酸化物で構成されたものであるのがより好ましく、シリカで構成されたものであるのがさらに好ましい。これにより、三次元造形物の機械的強度、耐光性等の特性を特に優れたものとすることができる。また、シリカは、流動性にも優れているため、厚さの均一性がより高い層の形成に有利であるとともに、三次元造形物100の生産性、寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、粒子がシリカで構成されたものであると、製造される三次元造形物の表面における、粒子による光の散乱をより効果的に防止することができる。
Among the above, the particles are preferably composed of an inorganic material, more preferably composed of a metal oxide, and even more preferably composed of silica. Thereby, the characteristics such as mechanical strength and light resistance of the three-dimensional structure can be made particularly excellent. In addition, since silica is excellent in fluidity, it is advantageous for forming a layer having higher thickness uniformity, and the productivity and dimensional accuracy of the three-
シリカとしては、市販のものを好適に用いることができる。具体的には、FB−5D、FB−12D、FB3SDC、FB5SDC、FB7SDC(以上、電気化学工業社製)、レオロシールQS−09、レオロシールQS−10、レオロシールQS−102、レオロシールCP−102、レオロシールQS−20、エクセリカSE−8、エクセリカSE−15、エクセリカUF−305、エクセリカUF−310、エクセリカUF−320、エクセリカUF−345、エクセリカUF−725(以上、トクヤマ社製)、カープレックスFPS−1、カープレックスFPS−2、カープレックスFPS−5、カープレックスFPS−101、カープレックスCS−5、カープレックス#80、カープレックス#67(以上、DSL.ジャパン社製)、ニップシールER、ニップシールRS−150、ニップシールE−150J、ニップシールE−1030、ニップシールE−170、ニップシールE−200A、ニップシールE−75、ニップシールE−743、ニップシールE−74P、ニップジェルAZ−200、ニップジェルAZ−260、ニップジェルAZ−360(以上、東ソー・シリカ社製)などが挙げられる。 As silica, commercially available products can be suitably used. Specifically, FB-5D, FB-12D, FB3SDC, FB5SDC, FB7SDC (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), Leoroseal QS-09, Leoroseal QS-10, Leoroseal QS-102, Leoroseal CP-102, LeoroSeal QS -20, Excelica SE-8, Excelica SE-15, Excelica UF-305, Excelica UF-310, Excelica UF-320, Excelica UF-345, Excelica UF-725 (above, manufactured by Tokuyama), Carplex FPS-1 , Carplex FPS-2, Carplex FPS-5, Carplex FPS-101, Carplex CS-5, Carplex # 80, Carplex # 67 (above, manufactured by DSL Japan), Nip seal ER, Nip seal RS- 150, d Pseal E-150J, nip seal E-1030, nip seal E-170, nip seal E-200A, nip seal E-75, nip seal E-743, nip seal E-74P, nip gel AZ-200, nip gel AZ-260, nip gel AZ-360 ( As mentioned above, Tosoh Silica Co., Ltd.) can be mentioned.
粒子の平均粒径は、特に限定されないが、1μm以上25μm以下であるのが好ましく、1μm以上10μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物100の機械的強度を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物100における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物100の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、三次元造形用粉末の流動性、三次元造形用粉末を含む三次元造形用組成物の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で3分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器(COULTER ELECTRONICS INS製TA−II型)にて、50μmのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。
The average particle diameter of the particles is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 10 μm or less. As a result, the mechanical strength of the three-
粒子のDmaxは、3μm以上40μm以下であるのが好ましく、5μm以上30μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物100の機械的強度を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物100における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物100の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、三次元造形用組成物の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物100の生産性を特に優れたものとすることができる。また、製造される三次元造形物100の表面における、粒子による光の散乱をより効果的に防止することができる。
The Dmax of the particles is preferably 3 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 30 μm or less. As a result, the mechanical strength of the three-
粒子は、いかなる形状を有するものであってもよいが、球形状をなすものであるのが好ましい。これにより、三次元造形用組成物の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物100の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物100における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物100の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、製造される三次元造形物100の表面における、粒子による光の散乱をより効果的に防止することができる。
The particles may have any shape, but preferably have a spherical shape. Thereby, the fluidity of the composition for three-dimensional modeling can be made particularly excellent, the productivity of the three-
三次元造形用組成物1’中における粒子の含有率は、5質量%以上80質量%以下であるのが好ましく、10質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形用組成物1’の流動性を十分に優れたものとしつつ、最終的に得られる三次元造形物100の機械的強度を特に優れたものとすることができる。
The content of the particles in the three-dimensional structure forming composition 1 ′ is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less. Thereby, the mechanical strength of the finally obtained three-
≪結着樹脂≫
三次元造形用組成物1’は、複数個の粒子とともに、結着樹脂を含むものである。結着樹脂を含むことにより、粒子同士を結合(仮固定)し、粒子の不本意な飛散等を効果的に防止することができる。これにより、作業者の安全や、製造される三次元造形物100の寸法精度の向上を図ることができる。
≪Binder resin≫
The three-dimensional modeling composition 1 ′ includes a binder resin together with a plurality of particles. By including the binder resin, the particles can be bonded (temporarily fixed), and unwanted scattering of the particles can be effectively prevented. Thereby, the safety | security of an operator and the improvement of the dimensional accuracy of the three-
本発明において、結着樹脂は、官能基としてカルボン酸アンモニウム塩を有するものである。これにより、n番目の層を形成する場合において、n−1番目の層上に三次元造形用組成物1’を付与した際に、三次元造形用組成物1’中に含まれる水系溶媒によってn−1番目の層の粒子間を結合していた結着樹脂が溶け出してしまうのを防止することができる。その結果、高い寸法精度で三次元造形物100を製造することができる。
In the present invention, the binder resin has a carboxylic acid ammonium salt as a functional group. Thereby, in the case of forming the nth layer, when the composition for 3D modeling 1 ′ is applied on the n−1th layer, the aqueous solvent contained in the composition for 3D modeling 1 ′ is used. It is possible to prevent the binder resin that has bonded between the particles of the (n-1) th layer from being melted. As a result, the three-
結着樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸アンモニウム塩等が挙げられる。
結着樹脂の製品の具体例としては、例えば、ビスコメート(以上、昭和電工社製)・アクアリックNL(以上、日本触媒社製)・アロンA−210・A6114・AS−1100・AS−1800・A−30SL・A−7250・CL−2(以上、東亜合成社製)等が挙げられる。
Examples of the binder resin include polyacrylic acid ammonium salt.
Specific examples of binder resin products include, for example, viscomate (above, Showa Denko), Aquaric NL (above, Nippon Shokubai), Aron A-210, A6114, AS-1100, AS-1800, A-30SL / A-7250 / CL-2 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like.
三次元造形用組成物1’中における結着樹脂の含有率は、粒子の体積に対して、20体積%以下であるのが好ましく、1体積%以上5体積%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような結着樹脂の機能を十分に発揮させることができ、三次元造形物100の機械的強度を特に優れたものとすることができる。
The content of the binder resin in the three-dimensional structure forming composition 1 'is preferably 20% by volume or less, more preferably 1% by volume or more and 5% by volume or less with respect to the volume of the particles. Thereby, the function of the binder resin as described above can be sufficiently exhibited, and the mechanical strength of the three-
≪水系溶媒≫
三次元造形用組成物1’は、前述したような結着樹脂、粒子に加えて、水系溶媒を含むものであってもよい。これにより、三次元造形用組成物1’の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物100の生産性を特に優れたものとすることができる。
≪Aqueous solvent≫
The three-dimensional modeling composition 1 ′ may contain an aqueous solvent in addition to the binder resin and particles as described above. Thereby, the fluidity | liquidity of 3D modeling composition 1 'can be made especially excellent, and the productivity of the three-
三次元造形用組成物1’を構成する水系溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール性溶媒;メチルエチルケトン、アセトン等のケトン系溶媒、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒;プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート、プロピレングリコール1−モノエチルエーテル2−アセタート等のグリコールエーテルアセテート系溶媒;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the aqueous solvent constituting the three-dimensional modeling composition 1 ′ include water; alcoholic solvents such as methanol, ethanol, and isopropanol; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and acetone, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether. Glycol ether solvents such as propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate, glycol ether acetate solvents such as propylene glycol 1-monoethyl ether 2-acetate; polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc. One kind or a combination of two or more kinds can be used.
中でも、三次元造形用組成物1’は、水を含むものであるのが好ましい。これにより、結着樹脂をより確実に溶解することができ、三次元造形用組成物1’の流動性、三次元造形用組成物1’を用いて形成される層1の組成の均一性を特に優れたものとすることができる。また、水は層1形成後の除去が容易であるとともに、三次元造形物100中に残存した場合においても悪影響を与えにくい。また、人体に対する安全性、環境問題の観点等からも有利である。
Especially, it is preferable that the composition for 3D modeling 1 'contains water. Thereby, binder resin can be melt | dissolved more reliably, the fluidity | liquidity of 3D modeling composition 1 ', and the uniformity of the composition of the layer 1 formed using 3D modeling composition 1' are obtained. It can be made particularly excellent. In addition, water is easy to remove after the formation of the layer 1, and even when it remains in the three-
三次元造形用組成物1’中における水系溶媒の含有率は、5質量%以上80質量%以下であるのが好ましく、20質量%以上80質量%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような水系溶媒を含むことによる効果がより顕著に発揮されるとともに、三次元造形物100の製造過程において水系溶媒を短時間で容易に除去することができるため、三次元造形物100の生産性向上の観点から有利である。
The content of the aqueous solvent in the three-dimensional structure forming composition 1 'is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less. As a result, the effects of including the aqueous solvent as described above are more remarkably exhibited, and the aqueous solvent can be easily removed in a short time during the manufacturing process of the three-
特に、三次元造形用組成物1’が溶剤として水を含むものである場合、三次元造形用組成物1’中における水の含有率は、20質量%以上85質量%以下であるのが好ましく、20質量%以上80質量%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。 In particular, when the three-dimensional modeling composition 1 ′ contains water as a solvent, the content of water in the three-dimensional modeling composition 1 ′ is preferably 20% by mass or more and 85% by mass or less. It is more preferable that the content is not less than 80% by mass. Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.
≪その他の成分≫
また、三次元造形用組成物1’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤;重合促進剤;浸透促進剤;湿潤剤(保湿剤);定着剤;防黴剤;防腐剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;キレート剤;pH調整剤等が挙げられる。
≪Other ingredients≫
In addition, the three-dimensional modeling composition 1 ′ may include components other than those described above. Examples of such components include a polymerization initiator; a polymerization accelerator; a penetration accelerator; a wetting agent (humectant); a fixing agent; an antifungal agent; an antiseptic; an antioxidant; an ultraviolet absorber; Examples include regulators.
3.結合液
次に、本発明の三次元造形物の製造に用いる結合液について詳細に説明する。
結合液2は、少なくとも、結合剤と光安定剤bとを含むものである。
3. Next, the binding liquid used for manufacturing the three-dimensional structure of the present invention will be described in detail.
The binding
≪結合剤≫
結合剤は、硬化することによって、粒子を結合する機能を備えた成分である。
<< Binder >>
The binder is a component having a function of binding particles by curing.
このような結合剤としては、特に限定されないが、疎水性(親油性)を有するものを用いるのが好ましい。これにより、例えば、粒子として疎水化処理を施されたものを用いた場合、結合液と粒子との親和性をより高いものとすることができ、層1に結合液が付与されることにより、結合液は、粒子の空孔内に好適に侵入することができる。その結果、結合剤によるアンカー効果が好適に発揮され、最終的に得られる三次元造形物の機械的強度や耐水性を優れたものとすることができる。なお、本発明において、疎水性の硬化性樹脂は、水に対する親和性が十分に低いものであればよいが、例えば、25℃における水に対する溶解度が1[g/100g水]以下であるのが好ましい。 Such a binder is not particularly limited, but a binder having hydrophobicity (lipophilicity) is preferably used. Thereby, for example, when using particles that have been subjected to a hydrophobic treatment as particles, the affinity between the binding liquid and the particles can be made higher, and the binding liquid is applied to the layer 1, The binding liquid can suitably penetrate into the pores of the particles. As a result, the anchor effect by the binder is suitably exhibited, and the mechanical strength and water resistance of the finally obtained three-dimensional structure can be improved. In the present invention, the hydrophobic curable resin may be any resin having a sufficiently low affinity for water. For example, the solubility in water at 25 ° C. is 1 [g / 100 g water] or less. preferable.
結合剤としては、例えば、熱可塑性樹脂;熱硬化性樹脂;可視光領域の光により硬化する可視光硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、赤外線硬化性樹脂等の各種光硬化性樹脂;X線硬化性樹脂等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、得られる三次元造形物の機械的強度や三次元造形物の生産性等の観点から、結合剤は、硬化性樹脂が好ましい。また、各種硬化性樹脂の中でも、得られる三次元造形物の機械的強度や三次元造形物の生産性、結合液の保存安定性等の観点から、特に、紫外線硬化性樹脂(重合性化合物)が好ましい。 Examples of the binder include thermoplastic resins; thermosetting resins; various photo-curable resins such as visible light curable resins, ultraviolet curable resins, and infrared curable resins that are cured by light in the visible light region; Resin etc. are mentioned, It can use combining 1 type (s) or 2 or more types selected from these. Among these, from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure, the productivity of the three-dimensional structure, and the like, the binder is preferably a curable resin. Among various curable resins, in particular, from the viewpoint of mechanical strength of the obtained three-dimensional structure, productivity of the three-dimensional structure, storage stability of the binding liquid, etc., in particular, an ultraviolet curable resin (polymerizable compound). Is preferred.
紫外線硬化性樹脂(重合性化合物)としては、紫外線照射により、光重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合または開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。 As the ultraviolet curable resin (polymerizable compound), a resin in which addition polymerization or ring-opening polymerization is initiated by irradiation with ultraviolet rays by radical species or cationic species generated from a photopolymerization initiator, and a polymer is preferably used. . Examples of the polymerization mode of addition polymerization include radical, cation, anion, metathesis, and coordination polymerization. Examples of the ring-opening polymerization method include cation, anion, radical, metathesis, and coordination polymerization.
付加重合性化合物としては、例えば、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物等が挙げられる。付加重合性化合物として、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物が好ましく使用できる。 Examples of the addition polymerizable compound include compounds having at least one ethylenically unsaturated double bond. As the addition polymerizable compound, a compound having at least one, preferably two or more terminal ethylenically unsaturated bonds can be preferably used.
エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物および多官能の重合性化合物、またはそれらの混合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)や、そのエステル類、アミド類等が挙げられる。多官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。 The ethylenically unsaturated polymerizable compound has a chemical form of a monofunctional polymerizable compound and a polyfunctional polymerizable compound, or a mixture thereof. Examples of the monofunctional polymerizable compound include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), esters thereof, amides, and the like. As the polyfunctional polymerizable compound, an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound, or an amide of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyvalent amine compound is used.
また、ヒドロキシル基や、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類とイソシアネート類、エポキシ類との付加反応物、カルボン酸との脱水縮合反応物等も使用できる。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミン類およびチオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミン類またはチオール類との置換反応物も使用できる。 In addition, unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxyl group, amino group, mercapto group and the like, addition products of isocyanates and epoxies, dehydration condensation products of carboxylic acids, etc. Can be used. In addition, addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having an electrophilic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group with alcohols, amines and thiols, as well as removal of halogen groups, tosyloxy groups, etc. A substitution reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a releasing substituent and an alcohol, amine or thiol can also be used.
不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステルであるラジカル重合性化合物の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルが代表的であり、単官能のもの、多官能のもののいずれも用いることができる。 Specific examples of the radical polymerizable compound that is an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound include, for example, (meth) acrylic acid ester, which is either monofunctional or polyfunctional. Can also be used.
単官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、トリルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the monofunctional (meth) acrylate include, for example, tolyloxyethyl (meth) acrylate, phenyloxyethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, isobornyl (Meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, etc. are mentioned.
二官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the bifunctional (meth) acrylate include, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) ) Acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, penta Erythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol di (meth) acrylate, 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, dipropylene glycol diacrylate, tripropylene Recall diacrylate and the like.
三官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the trifunctional (meth) acrylate include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane alkylene oxide-modified tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri ( (Meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ((meth) acryloyloxypropyl) ether, isocyanuric acid alkylene oxide modified tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate propionate, tri ((Meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate, hydroxypivalaldehyde-modified dimethylolpropane tri (meth) acrylate, sorbitol tri ( Data) acrylate, and the like.
四官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the tetrafunctional (meth) acrylate include, for example, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, sorbitol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate propionate, Examples include ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate.
五官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the pentafunctional (meth) acrylate include sorbitol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
六官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the hexafunctional (meth) acrylate include, for example, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, sorbitol hexa (meth) acrylate, phosphazene alkylene oxide modified hexa (meth) acrylate, captolactone modified dipentaerythritol hexa ( And (meth) acrylate.
(メタ)アクリレート以外の重合性化合物としては、例えば、イタコン酸エステル、クロトン酸エステル、イソクロトン酸エステル、マレイン酸エステル等が挙げられる。 Examples of the polymerizable compound other than (meth) acrylate include itaconic acid ester, crotonic acid ester, isocrotonic acid ester, maleic acid ester and the like.
イタコン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等が挙げられる。 Examples of itaconic acid esters include ethylene glycol diitaconate, propylene glycol diitaconate, 1,3-butanediol diitaconate, 1,4-butanediol diitaconate, tetramethylene glycol diitaconate, and pentaerythritol diesterate. Examples include itaconate and sorbitol tetritaconate.
クロトン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等が挙げられる。 Examples of crotonic acid esters include ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate, and sorbitol tetradicrotonate.
イソクロトン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等が挙げられる。 Examples of the isocrotonic acid ester include ethylene glycol diisocrotonate, pentaerythritol diisocrotonate, and sorbitol tetraisocrotonate.
マレイン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等が挙げられる。 Examples of maleic acid esters include ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, pentaerythritol dimaleate, and sorbitol tetramaleate.
その他のエステルの例としては、例えば、特公昭46−27926号公報、特公昭51−47334号公報、特開昭57−196231号公報に記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240号公報、特開昭59−5241号公報、特開平2−226149号公報に記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613号公報に記載のアミノ基を含有するもの等も用いることができる。 Examples of other esters include aliphatic alcohol esters described in JP-B-46-27926, JP-B-51-47334, JP-A-57-196231, and JP-A-59- Those having an aromatic skeleton described in Japanese Patent No. 5240, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-5241, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-226149, and those containing an amino group described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-165613 are also used. be able to.
また、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミドのモノマーの具体例としては、例えば、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等が挙げられる。 Specific examples of the amide monomer of unsaturated carboxylic acid and aliphatic polyvalent amine compound include, for example, methylene bis-acrylamide, methylene bis-methacrylamide, 1,6-hexamethylene bis-acrylamide, 1,6-hexa. Examples include methylene bis-methacrylamide, diethylenetriamine trisacrylamide, xylylene bisacrylamide, and xylylene bismethacrylamide.
その他の好ましいアミド系モノマーとしては、例えば、特公昭54−21726号公報に記載のシクロへキシレン構造を有するもの等が挙げられる。 Examples of other preferable amide monomers include those having a cyclohexylene structure described in JP-B No. 54-21726.
また、イソシアネートと水酸基との付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記式(1)で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。 In addition, a urethane-based addition polymerizable compound produced by using an addition reaction between an isocyanate and a hydroxyl group is also suitable. As such a specific example, for example, one molecule described in JP-B-48-41708 A vinyl urethane compound containing two or more polymerizable vinyl groups in one molecule obtained by adding a vinyl monomer containing a hydroxyl group represented by the following formula (1) to a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups. Etc.
CH2=C(R1)COOCH2CH(R2)OH (1)
(ただし、式(1)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、HまたはCH3を示す。)
CH 2 = C (R 1)
(However, in formula (1), R 1 and R 2 each independently represent H or CH 3. )
本発明において、エポキシ基、オキセタン基等の環状エーテル基を分子内に1つ以上有するカチオン開環重合性の化合物を紫外線硬化性樹脂(重合性化合物)として好適に用いることができる。 In the present invention, a cationic ring-opening polymerizable compound having at least one cyclic ether group such as an epoxy group or an oxetane group in the molecule can be suitably used as the ultraviolet curable resin (polymerizable compound).
カチオン重合性化合物としては、例えば、開環重合性基を含む硬化性化合物等が挙げられ、中でも、ヘテロ環状基含有硬化性化合物が特に好ましい。このような硬化性化合物としては、例えば、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状ラクトン誘導体、環状カーボネート誘導体、オキサゾリン誘導体などの環状イミノエーテル類、ビニルエーテル類等が挙げられ、中でも、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、ビニルエーテル類が好ましい。 Examples of the cationic polymerizable compound include a curable compound containing a ring-opening polymerizable group, and among them, a heterocyclic group-containing curable compound is particularly preferable. Such curable compounds include, for example, epoxy derivatives, oxetane derivatives, tetrahydrofuran derivatives, cyclic lactone derivatives, cyclic carbonate derivatives, cyclic imino ethers such as oxazoline derivatives, vinyl ethers, etc. Among them, epoxy derivatives, oxetanes, etc. Derivatives and vinyl ethers are preferred.
好ましいエポキシ誘導体の例としては、例えば、単官能グリシジルエーテル類、多官能グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、多官能脂環式エポキシ類等が挙げられる。 Examples of preferred epoxy derivatives include monofunctional glycidyl ethers, polyfunctional glycidyl ethers, monofunctional alicyclic epoxies, polyfunctional alicyclic epoxies, and the like.
グリシジルエーテル類の具体的な化合物を例示すると、例えば、ジグリシジルエーテル類(例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等)、3官能以上のグリシジルエーテル類(例えば、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等)、4官能以上のグリシジルエーテル類(例えば、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル等)、脂環式エポキシ類(例えば、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、エポリードGT−301、エポリードGT−401、EHPE(以上、ダイセル化学工業社製)、フェノールノボラック樹脂のポリシクロヘキシルエポキシメチルエーテル等)、オキセタン類(例えば、OX−SQ、PNOX−1009(以上、東亜合成社製)等)等が挙げられる。 Specific examples of glycidyl ethers include, for example, diglycidyl ethers (for example, ethylene glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, etc.), trifunctional or higher glycidyl ethers (for example, trimethylolethane triglycidyl). Ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, triglycidyl trishydroxyethyl isocyanurate, etc.), tetra- or higher functional glycidyl ethers (for example, sorbitol tetraglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycyl ether, poly of cresol novolac resin) Glycidyl ether, polyglycidyl ether of phenol novolac resin, etc.), alicyclic epoxies (eg, Celoxide 2) 21P, Celoxide 2081, Epolide GT-301, Epolide GT-401, EHPE (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), phenol novolac resin polycyclohexyl epoxy methyl ether, etc., oxetanes (eg, OX-SQ, PNOX-1009) (Above, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.)) and the like.
重合性化合物としては、脂環式エポキシ誘導体を好ましく用いることができる。「脂環式エポキシ基」とは、シクロペンテン基、シクロヘキセン基等のシクロアルケン環の二重結合を過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化した部分構造を言う。 As the polymerizable compound, an alicyclic epoxy derivative can be preferably used. The “alicyclic epoxy group” refers to a partial structure obtained by epoxidizing a double bond of a cycloalkene ring such as a cyclopentene group or a cyclohexene group with an appropriate oxidizing agent such as hydrogen peroxide or peracid.
脂環式エポキシ化合物としては、シクロヘキセンオキシド基またはシクロペンテンオキシド基を1分子内に2個以上有する多官能脂環式エポキシ類が好ましい。脂環式エポキシ化合物の具体例としては、例えば、4−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、ジ(2,3−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタジエンジオキサイド等が挙げられる。 The alicyclic epoxy compound is preferably a polyfunctional alicyclic epoxy having two or more cyclohexene oxide groups or cyclopentene oxide groups in one molecule. Specific examples of the alicyclic epoxy compound include, for example, 4-vinylcyclohexylene dioxide, (3,4-epoxycyclohexyl) methyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylate, di (3,4-epoxycyclohexyl) adipate, Examples include di (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether, di (2,3-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate, and dicyclopentadiene dioxide.
分子内に脂環式構造を有しない通常のエポキシ基を有するグリシジル化合物を、単独で使用したり、前記の脂環式エポキシ化合物と併用することもできる。 The glycidyl compound which has a normal epoxy group which does not have an alicyclic structure in a molecule | numerator can be used independently, or can also be used together with the said alicyclic epoxy compound.
このような通常のグリシジル化合物としては、例えば、グリシジルエーテル化合物やグリシジルエステル化合物等を挙げることができるが、グリシジルエーテル化合物を併用することが好ましい。 Examples of such normal glycidyl compounds include glycidyl ether compounds and glycidyl ester compounds, but it is preferable to use glycidyl ether compounds in combination.
グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げると、例えば、1,3−ビス(2,3−エポキシプロピロキシ)ベンゼン、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポシキ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシジルエーテル化合物、1,4−ブタンジオールグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリトリグリシジルエーテル等の脂肪族グリシジルエーテル化合物等が挙げられる。グリシジルエステルとしては、例えば、リノレン酸ダイマーのグリシジルエステル等を挙げることができる。 Specific examples of the glycidyl ether compound include 1,3-bis (2,3-epoxypropyloxy) benzene, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac. Glycidyl ether compounds such as epoxy resin, trisphenol methane epoxy resin, aliphatic glycidyl ethers such as 1,4-butanediol glycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane tritriglycidyl ether Compounds and the like. Examples of the glycidyl ester include a glycidyl ester of linolenic acid dimer.
重合性化合物としては、4員環の環状エーテルであるオキセタニル基を有する化合物(以下、単に「オキセタン化合物」ともいう。)を使用することができる。オキセタニル基含有化合物は、1分子中にオキセタニル基を1個以上有する化合物である。 As the polymerizable compound, a compound having an oxetanyl group which is a 4-membered cyclic ether (hereinafter, also simply referred to as “oxetane compound”) can be used. An oxetanyl group-containing compound is a compound having one or more oxetanyl groups in one molecule.
結合液中における結合剤の含有率は、80質量%以上であるのが好ましく、85質量%以上であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる三次元造形物の機械的強度を特に優れたものとすることができる。 The content of the binder in the binding liquid is preferably 80% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more. Thereby, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure can be made particularly excellent.
≪その他の成分≫
また、結合液2は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、顔料、染料等の各種着色剤;分散剤;界面活性剤;重合開始剤;重合促進剤;溶剤;浸透促進剤;湿潤剤(保湿剤);定着剤;防黴剤;防腐剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;キレート剤;pH調整剤;増粘剤;フィラー;凝集防止剤;消泡剤等が挙げられる。
≪Other ingredients≫
Moreover, the binding
特に、結合液2が着色剤を含むことにより、着色剤の色に対応する色に着色された三次元造形物100を得ることができる。
In particular, when the binding
特に、着色剤として、顔料を含むことにより、結合液2、三次元造形物100の耐光性を良好なものとすることができる。顔料は、無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。
In particular, the light resistance of the
無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタン等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記無機顔料の中でも、好ましい白色を呈するためには、酸化チタンが好ましい。
Examples of the inorganic pigment include carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black, iron oxide, titanium oxide, and the like, and one kind selected from these. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.
Among the inorganic pigments, titanium oxide is preferable in order to exhibit a preferable white color.
有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the organic pigment include insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azo lakes and chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxane pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, and quinophthalone. Polycyclic pigments such as pigments, dye chelates (for example, basic dye type chelates, acidic dye type chelates), dyeing lakes (basic dye type lakes, acid dye type lakes), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, Daylight fluorescent pigments and the like can be mentioned, and one or more selected from these can be used in combination.
さらに詳しくは、黒色(ブラック)の顔料として使用されるカーボンブラックとしては、例えば、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上、コロンビアカーボン(Carbon Columbia)社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(以上、キャボット社(CABOT JAPAN K.K.)製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ(Degussa)社製)等が挙げられる。 More specifically, as carbon black used as a black (black) pigment, for example, No. 2300, no. 900, MCF88, No. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, MA100, no. 2200B and the like (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 1255, Raven 700, etc. (and above, manufactured by Columbia Columbia), Regal 400R, Rega1 330R, Rega1 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400, etc. (above, manufactured by CABOT JAPAN K. C. Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color B1ack S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Special Black 6S Degussa)).
白色(ホワイト)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21等が挙げられる。 Examples of white pigments include C.I. I. Pigment white 6, 18, 21 and the like.
黄色(イエロー)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、150、151、153、154、155、167、172、180等が挙げられる。
Examples of yellow (yellow) pigments include C.I. I.
紅紫色(マゼンタ)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、またはC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50等が挙げられる。
Examples of magenta pigments include C.I. I.
藍紫色(シアン)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バット ブルー 4、60等が挙げられる。
Examples of the violet (cyan) pigment include C.I. I.
また、前記以外の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63等が挙げられる。
Examples of other pigments include C.I. I.
結合液2が顔料を含むものである場合、当該顔料の平均粒径は、300nm以下であるのが好ましく、50nm以上250nm以下であるのがより好ましい。これにより、結合液2の吐出安定性や結合液2中における顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができるとともに、より優れた画質の画像を形成することができる。
When the
染料の具体例としては、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35等が挙げられる。
Specific examples of the dye include C.I. I. Acid Yellow 17, 23, 42, 44, 79, 142, C.I. I. Acid Red 52, 80, 82, 249, 254, 289, C.I. I.
結合液2が着色剤を含むものである場合、当該結合液2中における着色剤の含有率は、1質量%以上20質量%以下であるのが好ましい。これにより、特に優れた隠蔽性および色再現性が得られる。
When the
特に、結合液2が着色剤として酸化チタンを含むものである場合、当該結合液2中における酸化チタンの含有率は、12質量%以上24質量%以下であるのが好ましく、14質量%以上20質量%以下であるのがより好ましい。これにより、特に優れた隠蔽性と沈降回復性が得られる。
In particular, when the binding
結合液2が顔料を含む場合に、分散剤をさらに含むものであると、顔料の分散性をより良好なものとすることができる。その結果、顔料の偏りによる部分的な機械的強度の低下をより効果的に抑制することができる。
When the
分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤等の顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。高分子分散剤の具体例としては、例えば、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマーおよびコポリマー、アクリル系ポリマーおよびコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、およびエポキシ樹脂のうち1種以上を主成分とするもの等が挙げられる。高分子分散剤の市販品としては、例えば、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ、ノベオン(Noveon)社から入手可能なソルスパーズシリーズ(Solsperse 36000等)、BYK社製のディスパービックシリーズ、楠本化成社製のディスパロンシリーズ等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a dispersing agent, For example, the dispersing agent currently used in preparing pigment dispersion liquids, such as a polymer dispersing agent, is mentioned. Specific examples of the polymer dispersant include, for example, polyoxyalkylene polyalkylene polyamine, vinyl polymer and copolymer, acrylic polymer and copolymer, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, amino polymer, silicon-containing polymer, and sulfur-containing polymer. , Fluorine-containing polymers, and epoxy resins having one or more types as main components. Commercially available polymer dispersants include, for example, Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. Ajisper series, Solsperse series (Solsperse 36000, etc.) available from Noveon, BYK Co., Ltd. Dispersic series, Enomoto Kasei The company's Disparon series, etc. are listed.
結合液2が界面活性剤を含むものであると、層への浸透性や三次元造形物100の耐擦性をより良好なものとすることができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤としての、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーン等を用いることができ、中でも、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いるのが好ましい。界面活性剤の具体例としては、例えば、BYK−347、BYK−348、BYK−UV3500、3510、3530、3570(以上、BYK社製商品名)等を挙げられる。
When the
また、結合液2は、溶剤を含むものであってもよい。これにより、結合液2の粘度調整を好適に行うことでき、結合液2が高粘度の成分を含むものであっても、結合液2のインクジェット方式による吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
The binding
溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル等の酢酸エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the solvent include (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-acetate Acetates such as propyl, n-butyl acetate and iso-butyl acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethyl n-butyl ketone, diisopropyl ketone, acetylacetone, etc. Ketones: Examples include alcohols such as ethanol, propanol, and butanol, and one or more selected from these can be used in combination.
また、結合液2の粘度は、10mPa・s以上25mPa・s以下であるのが好ましく、15mPa・s以上20mPa・s以下であるのがより好ましい。これにより、インクジェット法による結合液2の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。なお、本明細書中において、粘度とは、E型粘度計(東京計器社製 VISCONIC ELD)を用いて25℃において測定される値をいう。
Further, the viscosity of the
また、三次元造形物100の製造には、複数種の結合液2を用いてもよい。
例えば、着色剤を含む結合液2(カラーインク)と、着色剤を含まない結合液2(クリアインク)とを用いてもよい。これにより、例えば、三次元造形物100の外観上、色調に影響を与える領域に付与する結合液2として着色剤を含む結合液2を用い、三次元造形物100の外観上、色調に影響を与えない領域に付与する結合液2として着色剤を含まない結合液2を用いてもよい。また、最終的に得られる三次元造形物100において、着色剤を含む結合液2を用いて形成された領域の外表面に、着色剤を含まない結合液2を用いて領域(コート層)を設けるように、複数種の結合液2を併用してもよい。
Moreover, you may use multiple types of binding
For example, a binding
また、例えば、異なる組成の着色剤を含む複数種の結合液2を用いてもよい。これにより、これらの結合液2の組み合わせにより、表現できる色再現領域を広いものとすることができる。
For example, you may use the multiple types of binding liquid 2 containing the coloring agent of a different composition. Thereby, the color reproduction range which can be expressed can be made wide by the combination of these
複数種の結合液2を用いる場合、少なくとも、藍紫色(シアン)の結合液2、紅紫色(マゼンタ)の結合液2および黄色(イエロー)の結合液2を用いるのが好ましい。これにより、これらの結合液2の組み合わせにより、表現できる色再現領域をより広いものとすることができる。
When a plurality of types of binding
また、白色(ホワイト)の結合液2を、他の有色の結合液2とを併用することにより、例えば、以下のような効果が得られる。すなわち、最終的に得られる三次元造形物100を、白色(ホワイト)の結合液2が付与された第1の領域と、第1の領域と重なり合い、かつ、第1の領域よりも外表面側に設けられた白色以外の有色の結合液2が付与された領域とを有するものとすることができる。これにより、白色(ホワイト)の結合液2が付与された第1の領域が隠蔽性を発揮することができ、三次元造形物100の彩度をより高めることができる。
Moreover, the following effects can be obtained by using the white
4.三次元造形物
本発明の三次元造形物は、前述したような三次元造形物の製造方法を用いて製造されたものである。これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。
4). Three-dimensional structure The three-dimensional structure of the present invention is manufactured using the method for manufacturing a three-dimensional structure as described above. Thereby, the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be provided.
本発明の三次元造形物の用途は、特に限定されないが、例えば、人形、フィギュア等の鑑賞物・展示物;インプラント等の医療機器等が挙げられる。 The use of the three-dimensional structure of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include appreciation objects / exhibits such as dolls and figures; medical devices such as implants.
また、本発明の三次元造形物は、プロトタイプ、量産品、オーダーメード品のいずれに適用されるものであってもよい。 Moreover, the three-dimensional structure of the present invention may be applied to any of prototypes, mass-produced products, and custom-made products.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these.
より具体的には、例えば、前述した実施形態では、層形成工程、乾燥工程および吐出工程に加え、硬化工程も、層形成工程、乾燥工程および吐出工程と合わせて繰り返し行うものとして説明したが、硬化工程は、繰り返し行うものでなくてもよい。例えば、硬化されていない複数の層を備えた積層体を形成した後に一括して行うものであってもよい。 More specifically, for example, in the above-described embodiment, in addition to the layer formation step, the drying step, and the discharge step, the curing step has been described as being repeatedly performed together with the layer formation step, the drying step, and the discharge step. The curing step may not be repeated. For example, it may be performed collectively after forming a laminate including a plurality of uncured layers.
また、本発明の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、後処理工程を行ってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of this invention, you may perform a pre-processing process and a post-processing process as needed.
前処理工程としては、例えば、支持体(ステージ)の清掃工程等が挙げられる。
後処理工程としては、例えば、洗浄工程、バリ取り等を行う形状調整工程、着色工程、被覆層形成工程、未硬化の紫外線硬化性樹脂を確実に硬化させるための光照射処理や加熱処理を行う紫外線硬化性樹脂硬化完了工程等が挙げられる。
As a pre-processing process, the cleaning process of a support body (stage) etc. are mentioned, for example.
As the post-treatment process, for example, a cleaning process, a shape adjustment process for deburring, a coloring process, a coating layer forming process, a light irradiation process or a heat treatment for surely curing an uncured ultraviolet curable resin is performed. Examples include an ultraviolet curable resin curing completion step.
また、前述した実施形態では、全ての層に対して、結合液を付与するものとして説明したが、結合液が付与されない層を有していてもよい。例えば、支持体(ステージ)の直上に形成された層に対して、結合液を付与しないものとし、犠牲層として機能させてもよい。 Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated as what provides a binding liquid with respect to all the layers, you may have the layer to which a binding liquid is not provided. For example, the bonding liquid may not be applied to the layer formed immediately above the support (stage), and the layer may function as a sacrificial layer.
また、前述した実施形態では、吐出工程をインクジェット法により行う場合について中心的に説明したが、吐出工程は他の方法(例えば、他の印刷方法)を用いて行うものであってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the ejection step is performed by the ink jet method has been mainly described, but the ejection step may be performed using another method (for example, another printing method).
1’…三次元造形用組成物
1…層
2…結合液
3…硬化部
100…三次元造形物
9…支持体(ステージ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 '... Composition for three-dimensional modeling 1 ...
Claims (5)
結着樹脂と、
水系溶媒と、を含み、
前記結着樹脂が、官能基としてカルボン酸アンモニウム塩を有することを特徴とする三次元造形用組成物。 Particles,
A binder resin,
An aqueous solvent,
The composition for three-dimensional modeling, wherein the binder resin has a carboxylate ammonium salt as a functional group.
粒子と、結着樹脂と、水系溶媒と、を含む三次元造形用組成物を用いて前記層を形成する層形成工程と、
前記層を加熱することにより前記層から前記水系溶媒を除去する乾燥工程と、
前記層に、結合剤を含む結合液を吐出する吐出工程と、を有し、
前記結着樹脂が、官能基としてカルボン酸アンモニウム塩を有することを特徴とする三次元造形物の製造方法。 It is a manufacturing method of a three-dimensional structure that manufactures a three-dimensional structure by laminating layers,
A layer forming step of forming the layer using a three-dimensional modeling composition containing particles, a binder resin, and an aqueous solvent;
A drying step of removing the aqueous solvent from the layer by heating the layer;
A discharge step of discharging a binding liquid containing a binder to the layer;
The method for producing a three-dimensional structure, wherein the binder resin has an ammonium carboxylate as a functional group.
前記除去工程において用いる除去液のpHが9以上である請求項2ないし3のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。 After repeatedly performing the layer forming step, the drying step, and the discharging step, a removal step of removing the particles that are not bound by the binder,
The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 2 to 3, wherein the pH of the removal liquid used in the removal step is 9 or more.
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